气动马达单缸气体状态变化的基本规律
在气动马达工作的一个循环周期内，缸体内气体的瞬时状态变化受到配气阀的配气相位、进气截面开启大小和连杆机构的运动规律的综合影响，随曲轴转角和活塞的位移的改变按照一定的规律实时变化。应用MATLAB对由上一章的数学模型仿真计算，可得马达工作过程中单缸各主要变量随曲轴转角的变化曲线，如图1至图4 所示。
（1）快速进气阶段（5.4°～115.4°）
气动马达进气过程始于活塞上止点5.4°时，受进气口逐渐开启的影响，分配阀中压缩气体流经进气截面进入缸内，使气缸中气体压力升高，进气质量随进气口截面
增大而不断增大。由于曲柄滑块机构的工作特性，气缸容积变化较小，活塞速度逐渐增大，气缸内因为气体不断进入，压力持续增大，使缸体内外压差逐渐减小，直至进入缸内气体的体积的增加量和气缸容积的变化量相同时，此时缸内气体的瞬时压力接近于进气压力并保持。随着压缩气体的不断进入，外界的气体继续压缩缸内的气体，压缩气体的温度持续上升，缸内气体的瞬时压力和瞬时温度同时达到最大值，压缩气体做正功。
（2）膨胀阶段（115.4°～155°）
在缸内压缩气体的刚开始膨胀时（115.4°～120°），进气截面未彻底关闭，气缸内外压差大于气体的临界压差，压缩气体依然快速流入气缸。随着进气截面的关闭，
进气流量快速减小至零，缸内压缩气体随活塞的运动开始迅速膨胀，气体瞬时温度和瞬时压力逐渐降低，缸内气体质量保持不变，压缩气体做正功。
（3）一次排气阶段（155°～205°）
在此阶段中，随活塞的继续下行至下止点时位移较小，排气截面逐步增大，具有
一定残余压力的部分气体经分配阀排气口排出，缸内残余气体的压力与前一过程膨胀程度有关。在此过程中，缸内残余气体在自身压力作用下自由膨胀，气体的瞬时压力和瞬时温度快速下降。随活塞由下止点上行消距离时，排气截面逐步减小，缸内气体在自身压力和活塞的挤压作用下迅速排出，气体的瞬时压力和瞬时温度下降缓慢，直至排气截面全部关闭，缸内压缩气体作负功。
(4）余气压缩阶段（05°～244.6°）
在余气压缩阶段，一次排气截面与二次排气截面均关闭，缸内剩余气体的压力与
质量与前一排气过程有关。随活塞上升，缸内余气受压，压力和温度迅速上升。剩余气体的压力阻碍活塞上升而做负功。
（5）二次排气阶段（244.6°～354.6°）
二次排气截面逐渐增大，由活塞压缩有一定压力的气体由换向阀排气口排出。在
此过程开始阶段，缸内剩下的气体处于开口膨胀和活塞压缩状态，与外界气体接触缓慢，缸内气体瞬时压力降至外界大气压0.1MPa，其中温度下降至-55℃。在二次排气后期（334°～354.6°）缸内气体压力与管道和外界的压力基本相等，且缸内气体质量较小，温度上升较快接近于外界气体温度。
综合上述分析，简单的描述气动马达缸内压缩的瞬时气体状态变化规律，得出影
响气体状态的主要因素有进气压力、气道沿程压力损失、配气阀配气相位、活塞位移等，为深入分析优化马达的结构和配气系统的设计方案提供指导.
